基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器制造技术

本发明专利技术提供一种基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，所述并联构网型变压器包括：中压直流母线，两端交流母线，其中，所述两端交流母线通过交流

【技术实现步骤摘要】
基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器


[0001]本专利技术属于电力电子领域，特别涉及一种基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器。

技术介绍

[0002]随着配电网的不断发展，中压配电网正面临着一系列发展瓶颈，主要包括：1)配电网用电负荷快速增长，出现了配变负载率过高、馈线负荷分布不均衡等问题；2)统计表明80％以上的用户停电都是由配电网侧引起的，经配电自动化改造的开环配电网，在故障倒闸操作时仍避免不了短时的停电；3)随着“双碳”的推进，配电网分布式能源和储能接入需求大幅增大，配电网呈现运行方式多样、潮流转供形式复杂等特点。
[0003]传统交流配电系统由于开环运行条件的限制，无法对分布式能源出力与负荷的变化进行快速的跟踪响应，也不能对功率流动进行连续精准的调节，使得系统电压偏离成为配电网运行管理中日益突出的问题。引入直流配电技术，构建基于电力电子变换器的交直流混合配电系统是应对这一挑战的重要手段。交直流混合配电系统能充分发挥电力电子装置的快速响应特性，又能大量减少电能变换环节，可实现在源荷双端强不确定性条件下对配电网络快速、灵活、连续和精准的功率与电压调控。
[0004]传统交流配电网在接入光伏和储能等分布式能源和直流负载后，使用了大量AC/DC变换环节，使得系统效率较低且成本较高。同时，配电网中可以通过AC/DC双向变流器增加低压直流母线以构建出直流微电网，将直流负荷接入直流微电网中，从而减少很多电能变换环节。更进一步地，以多端口电力电子变压器(PET)为枢纽的交直流混合配电网同时连接中压交流(medium voltage AC,MVAC)、中压直流(medium voltage DC,MVDC)、低压交流(low voltage AC,LVAC)和低压直流(low voltage DC,LVDC)4组母线，可实现各端口功率与电压的灵活调控、电能质量治理以及端口间能量互联互济和故障相互隔离。由此可见，多端口PET在交直流混合配电网中可扮演关键枢纽角色，对其进行研究具有十分重要的理论意义和工程实用价值。但现有的多端口PET仍然具有成本高，效率低等问题。

技术实现思路

[0005]针对上述问题，本专利技术提供一种基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器。
[0006]本专利技术的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，包括：中压直流母线，两端交流母线，
[0007]其中，
[0008]所述两端交流母线通过交流
‑
直流变换器接入所述中压直流母线。
[0009]进一步，
[0010]所述两端交流母线包括第一两端交流母线(MVACI)和第二两端交流母线(MVACII)。
[0011]进一步，
[0012]所述交流
‑
直流变换器为降压型电压源交流
‑
直流变换器。
[0013]进一步，
[0014]所述降压型电压源交流
‑
直流变换器具有10kV的直流母线电压，
[0015]所述降压型电压源交流
‑
直流变换器包括：三相交流电的第一相输入端(A)，第二相输入端(B)和第三相输入端(C)，
[0016]所述第一相输入端(A)连接第一半桥(a1)的第一端和第二半桥(a2)的第二端，第二相输入端(B)连接第三半桥(b1)的第一端和第四半桥(b2)的第二端，第三相输入端(C)连接第五半桥(c1)的第一端和第六半桥(c2)的第二端；
[0017]所述第一半桥(a1)至第六半桥(c2)均包括串联的第一开关管单元(S)和全桥模块(M)，所述第一开关管单元(S)包括第一半桥开关管和与所述第一半桥开关管反并联的第一半桥二极管，所述第一半桥开关管的第一端连接第一半桥二极管的阴极作为第一开关管单元(S)的第一端，所述第一半桥开关管的第二端连接第一半桥二极管的阳极作为第一开关管单元(S)的第二端；
[0018]所述全桥模块(M)由两相四桥臂构成，且在所述两相之间并联有全桥电容器(cc)，每个所述桥臂均由第一桥臂开关管以及与第一桥臂开关管反并联的续流二极管构成，所述四桥臂包括第一桥臂(SS1)至第四桥臂(SS4)，所述四桥臂中第一桥臂(SS1)中的第一桥臂开关管和第二桥臂(SS2)中的第一桥臂开关管串联构成全桥模块(M)的第一相，其中，所述第一桥臂(SS1)的第一桥臂开关管的第二端连接第二桥臂(SS2)的第一桥臂开关管的第一端作为全桥模块(M)的第一端，所述四桥臂中第三桥臂(SS3)中的第一桥臂开关管和第四桥臂(SS4)中的第一桥臂开关管串联构成全桥模块(M)的第二相，其中，所述第三桥臂(SS3)的第一桥臂开关管的第二端连接第四桥臂(SS4)的第一桥臂开关管的第一端作为全桥模块(M)的第二端，所述第一桥臂(SS1)的第一桥臂开关管的第一端连接第三桥臂(SS3)的第一桥臂开关管的第一端，所述第二桥臂(SS2)的第一桥臂开关管的第二端连接第四桥臂(SS4)的第一桥臂开关管的第二端；
[0019]所述第一半桥(a1)，第三半桥(b1)和第五半桥(c1)中，所述第一开关管单元(S)的第一端作为半桥的第一端，所述第一开关管单元(S)的第二端连接所述全桥模块(M)的第一端，所述全桥模块(M)的第二端作为半桥的第二端，所述第一半桥(a1)，第三半桥(b1)和第五半桥(c1)的第二端相互连接作为所述降压型电压源交流
‑
直流变换器的阴极(E1)或阴极(E4)；所述第二半桥(a2)，第四半桥(b2)和第六半桥(c2)中，所述第一开关管单元(S)的第二端作为半桥的第二端，所述第一开关管单元(S)的第一端连接全桥模块(M)的第二端，所述全桥模块(M)的第一端作为半桥的第一端，所述第二半桥(a2)，第四半桥(b2)和第六半桥(c2)的第一端相互连接作为所述降压型电压源交流
‑
直流变换器的阳极(F1)或阳极(F4)；
[0020]所述阴极E1和阳极F1之间并联有第一电容cc1，所述阴极E4和阳极F4之间并联有第四电容cc4。
[0021]进一步，
[0022]所述第一半桥开关管为第一绝缘栅双极晶体管，所述第一半桥开关管的第一端为所述第一绝缘栅双极晶体管的集电极，第二端为所述第一绝缘栅双极晶体管的发射极，或所述第一半桥开关管为第一集成门极换流晶闸管，则所述第一半桥开关管的第一端为所述
第一集成门极换流晶闸管的阳极，第二端为所述第一集成门极换流晶闸管的阴极；
[0023]所述第一桥臂开关管为第二绝缘栅双极晶体管，所述第一桥臂开关管的第一端为所述第二绝缘栅双极晶体管的集电极，第二端为所述第二绝缘栅双极晶体管的发射极，或所述第一桥臂开关管为第二集成门极换流晶闸管，则所述第一桥臂开关管的第一端为所述第二集成门极换流晶闸管的阳极，第二端为所述第二集成门极换流晶闸管的阴极。
[0024]进一步，
[0025]还包括低压直流母线。
[0026]进一步，
[0027]所述低压直流母线为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，包括：中压直流母线，两端交流母线，其中，所述两端交流母线通过交流
‑
直流变换器接入所述中压直流母线。2.根据权利要求1所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，所述两端交流母线包括第一两端交流母线(MVACI)和第二两端交流母线(MVACII)。3.根据权利要求2所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，所述交流
‑
直流变换器为降压型电压源交流
‑
直流变换器。4.根据权利要求3所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，所述降压型电压源交流
‑
直流变换器具有10kV的直流母线电压，所述降压型电压源交流
‑
直流变换器包括：三相交流电的第一相输入端(A)，第二相输入端(B)和第三相输入端(C)，所述第一相输入端(A)连接第一半桥(a1)的第一端和第二半桥(a2)的第二端，第二相输入端(B)连接第三半桥(b1)的第一端和第四半桥(b2)的第二端，第三相输入端(C)连接第五半桥(c1)的第一端和第六半桥(c2)的第二端；所述第一半桥(a1)至第六半桥(c2)均包括串联的第一开关管单元(S)和全桥模块(M)，所述第一开关管单元(S)包括第一半桥开关管和与所述第一半桥开关管反并联的第一半桥二极管，所述第一半桥开关管的第一端连接第一半桥二极管的阴极作为第一开关管单元(S)的第一端，所述第一半桥开关管的第二端连接第一半桥二极管的阳极作为第一开关管单元(S)的第二端；所述全桥模块(M)由两相四桥臂构成，且在所述两相之间并联有全桥电容器(cc)，每个所述桥臂均由第一桥臂开关管以及与第一桥臂开关管反并联的续流二极管构成，所述四桥臂包括第一桥臂(SS1)至第四桥臂(SS4)，所述四桥臂中第一桥臂(SS1)中的第一桥臂开关管和第二桥臂(SS2)中的第一桥臂开关管串联构成全桥模块(M)的第一相，其中，所述第一桥臂(SS1)的第一桥臂开关管的第二端连接第二桥臂(SS2)的第一桥臂开关管的第一端作为全桥模块(M)的第一端，所述四桥臂中第三桥臂(SS3)中的第一桥臂开关管和第四桥臂(SS4)中的第一桥臂开关管串联构成全桥模块(M)的第二相，其中，所述第三桥臂(SS3)的第一桥臂开关管的第二端连接第四桥臂(SS4)的第一桥臂开关管的第一端作为全桥模块(M)的第二端，所述第一桥臂(SS1)的第一桥臂开关管的第一端连接第三桥臂(SS3)的第一桥臂开关管的第一端，所述第二桥臂(SS2)的第一桥臂开关管的第二端连接第四桥臂(SS4)的第一桥臂开关管的第二端；所述第一半桥(a1)，第三半桥(b1)和第五半桥(c1)中，所述第一开关管单元(S)的第一端作为半桥的第一端，所述第一开关管单元(S)的第二端连接所述全桥模块(M)的第一端，所述全桥模块(M)的第二端作为半桥的第二端，所述第一半桥(a1)，第三半桥(b1)和第五半桥(c1)的第二端相互连接作为所述降压型电压源交流
‑
直流变换器的阴极(E1)或阴极(E4)；所述第二半桥(a2)，第四半桥(b2)和第六半桥(c2)中，所述第一开关管单元(S)的第
二端作为半桥的第二端，所述第一开关管单元(S)的第一端连接全桥模块(M)的第二端，所述全桥模块(M)的第一端作为半桥的第一端，所述第二半桥(a2)，第四半桥(b2)和第六半桥(c2)的第一端相互连接作为所述降压型电压源交流
‑
直流变换器的阳极(F1)或阳极(F4)；所述阴极(E1)和阳极(F1)之间并联有第一电容(cc1)，所述阴极(E4)和阳极(F1)之间并联有第四电容(cc4)。5.根据权利要求4所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，所述第一半桥开关管为第一绝缘栅双极晶体管，所述第一半桥开关管的第一端为所述第一绝缘栅双极晶体管的集电极，第二端为所述第一绝缘栅双极晶体管的发射极，或所述第一半桥开关管为第一集成门极换流晶闸管，则所述第一半桥开关管的第一端为所述第一集成门极换流晶闸管的阳极，第二端为所述第一集成门极换流晶闸管的阴极；所述第一桥臂开关管为第二绝缘栅双极晶体管，所述第一桥臂开关管的第一端为所述第二绝缘栅双极晶体管的集电极，第二端为所述第二绝缘栅双极晶体管的发射极，或所述第一桥臂开关管为第二集成门极换流晶闸管，则所述第一桥臂开关管的第一端为所述第二集成门极换流晶闸管的阳极，第二端为所述第二集成门极换流晶闸管的阴极。6.根据权利要求1
‑
5任一所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，还包括低压直流母线。7.根据权利要求6所述的基于降压型公共直流电压母线的并联构网型变压器，其特征在于，所述低压直流母线为集中低压直流母线，所述集中低压直流母线通过直流变压器接入所述中压...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾嵘，孙长平，赵彪，尹立坤，余占清，唐博进，安峰，潘海宁，白睿航，郭明珠，崔彬，周兴达，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：